Seminar aus Informatik
Galileo
Mihajlovic Roland
Reischmann Stefan
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Inhalt
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Allgemeines
Entwicklungsphasen
Dienste
Probleme, Verbesserungen
Signale, Frequenzen
Kombination von Galileo und GPS
Ausblick
GATE - Projekt
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Allgemeines (1)
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Initiative von EU und ESA
Betriebsbereit ca. ??? (hinken der
Planung ca. 5 Jahre nach – jetziger
Standpunkt)
Basiert auf 30 Satelliten (27 + 3 Ersatz)
Umlaufbahn ca. 23.200 km
Meter bzw. Zentimeter genaue Ortung
Nicht unter militärischer Kontrolle
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Allgemeines (2)
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Genauigkeit gewährleistet durch neue
Atomuhren (2 Varianten)
Rubidium Atomuhr
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Ungenauigkeit nach 800000 Jahren um 1 Sek.
Wasserstoff Maser (wer hats
erfunden?)
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Abweichung in 4 Mio. Jahren um 1 Sek.
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Rubidium Atomuhr
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Allgemeines (3)
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3 Bahnebenen mit Inklination von 56°
in Walker Konstellation
Pro Bahnebene 9 Satelliten + 1 Reserve
Abstand zueinander 40° mit max.
Abweichung 2° (entspricht 1000km)
Nach 10 Tagen bzw. 17 Umläufen
Ausgangspunkt wieder erreicht
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Walker Konstellation
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Triangulation
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Phasen
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4 Phasen
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Planung (Erste und zweite Phase)
Fertigstellung
Betrieb
Finanzierung komplett gedeckt durch
Beschluss des europ. Ministerrats
(Stand Juli 2007)
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Phasen – ad Planung
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Phase 1 und 2:
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Planung, Definition und Start von 2
Testsatelliten und Bodenstation (Kosten ca.
100 Mio. €)
Test der Senderfrequenzen muss vor
10/06/2006 abgeschlossen sein – da
Verlust von reservierten Frequenzbändern
verloren geht
Ende der zweiten Phase: Start von 4
Satelliten, InOrbit Validation (IOV)
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Phasen – ad Fertigstellung
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Phase 3:
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Betriebsbereitschaft & Kommunikation der
30 Satelliten mit Bodenstation
Kosten ca. 2,5 Mrd. €
Bodensegment
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2 Kontrollzentren (GCC) in Deutschland &
Italien
Performance Center (PC) – Signalstärke
evaluieren in Deutschland
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Phasen – ad Betrieb
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Phase 4:
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Gesamtkosten bis dahin 3,2 Milliarden €
Betrieb und Wartung des Systems
Betriebskosten ca. 220 Mio. € pro Jahr
2015 - bereits 260 Millionen
Empfangsgeräte
Bis 2020 geschätze Einnahmen von 74
Milliarden Euro
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Dienste (1)
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Galileo stellt 5 Dienste zur Verfügung:
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Open Service (OS)
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Commercial Service (CS)
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Kostenlos, Genauigkeit auf wenige Meter
Positionsbestimmung um 45% genauer als
beim GPS da eine zusätzliche Senderfrequenz
genutzt wird
Kostenpflichtige zentimetergenaue Navigation
Safety of Life (SoL)
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Steht für sicherheitskritische Bereiche zur
Verfügung wie Luft und Schienenverkehr
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Dienste (2)
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Public Regulated Service (PRS)
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
Steht ausschließlich staatlichen Diensten zur
Verfügung (Polizei, Geheimdienst, usw…)
Search and Rescue (SaR)
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Erlaubt weltweite Ortung von Hilfssignalen
(SOS bei Schiffen, Lawinenbergung, …)
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Verbesserungen (1)
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Genauigkeit
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Deutlich grössere Anzahl an Relaisstationen
Schwankt bei GPS nach Ort und Zeit
Satellitenanzahl wird erhöht => bessere
Triangulationseffizienz
Verfügbarkeit
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Unterscheidung von zivilen und
kommerziellen (auch militärischen)
Diensten
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Verbesserungen (2)
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Integrität
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Warnung des Benutzers bei Fehlern
GPS hat nur nutzloses Health Flag
Galileo ermöglicht Angabe zu
Funktionsgarantien
Galileo ermöglicht im kommerziellen
Betrieb eine Authentifizierung von Signalen
=> Jammer und Faker werden erkannt
Kontinuität
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Garantie durch niedrigere Kosten
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Probleme
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Ablenkung durch verschiedene
Erdsphären
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Schlechtwettereinflüsse
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Ionosphäre
Stratosphäre
Regen
Sturm, Hurricanes
Nebel
Generelle Lichtschwankungen
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Signale (1)
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L1 Band bei 1575,42MHz
1559-1592 MHz (E2-L1-E1) – für zivile Nutzung
Dienste: OS, CS, SOL und PRS
L5 Band bei 1176 MHz
1164-1215 MHz (E5a und E5b) – für zivile
Nutzung
Dienste: OS, CS, SOL
E6 Band bei 1278,75 MHz
1260-1300 MHz (E6) „BOC(10,5)“ verschlüsselt
Dienste: CS und PRS
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Signale (2)
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Signale (3)
Modulation:
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BOC (Binary Offset Carrier)
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Spez. Kodierungsverfahren zur
Frequenzspreizung im dig. Datenfunk
Dieses Verfahren wird auch Manchester –
Codierung genannt
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Signale (4)
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
Die Spreizungsarten der BOC Verfahren
unterscheiden sich in ihrer Chip-Rate und
der Rate der Trägerfrequenz, z.B.:
BOC(10,5) der erste Wert für die
Unterträgerfrequenz und der zweite Wert
für die Chip-Rate.
BPSK (Phasenumtastung)

Phase einer Sinus – Schwingung
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Signale (5)
Beispiele
 BPSK(10): Binäre Phasenumtastung mit 10.23 MHz
 BOC(1,1): Binary Offset Carrier (Chip-Rate 1.023
MHz, Unterträger 1.023 MHz). Dieses Verfahren wird
auch Manchester Kodierung genannt.
 BOC(15,2.5): Binary Offset Carrier (Chip-Rate
2.5575 MHz, Unterträger 15.3450 MHz)
 BOC(10,5): Binary Offset Carrier (Chip-Rate 5.115
MHz, Unterträger mit 10.23 MHz)
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Signalrauschen (1)
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Eigenschaften der Signalstrukturen
erlauben niedriges Rauschniveau
Verringerung von Mehrwegeffekten
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Weniger Überlagerungen durch reflektierte
Signale und dadurch weniger Phasenfehler
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Signalrauschen (2)
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Signalrauschen (3)
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Kombination
Vergleich der Positionsbestimmung zwischen GPS und
einer Kombination aus GPS und Galileo
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Ausblick
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Erweiterung um ein C Band
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


Frequenzband: 5010 bis 5030 MHz
Unabhängigkeit vom GPS Band
Keine Überlagerungen anderer Signale
Geringere Mehrwegeffekte
Geringere Sendeleistung
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Pro – Kontra – C/L Band
Parameter
C-Band
L-Band
Faktor
Ionosphärische Wegverschiebung
+
-
10
Ionosphärische Amplitudenausdehnung
+
-
5.6
Ionosphärische Phasenverschiebung
+
-
3.1
Ionosphärische Lichtbrechung
+
-
10
Ionosphärische Dopplerverschiebung
+
-
3
Troposphärische Wegverschiebung
0
0
---
Troposphärische Amplitudenausdehnung
-
+
2
Troposphärische Phasenverschiebung
-
+
3
Wasserpartikel und Luft
-
+
0.2 dB
Regen
-
+
4.5 dB
Wolken und Nebel
-
+
0.8 dB
Abschwächung durch Herbstlaub
-
+
1 dB/m
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GATE – Projekt (1)
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Galileo Test Environment
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Sechs Anlagen (Psoidoliten) in den
Berchtesgadener Bergen


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Kehlstein, Jenner, Grünstein, Toter Mann,
Stöhrhaus und Kneifelspitze
Terrestrische Anlage: Sulzberg
Nutzbare Gesamttestfläche ca. 65km²
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GATE – Projekt (2)
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Danke für Ihre
Aufmerksamkeit
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Seminar aus Informatik Galileo